Conservarea Energiei în Biomul Tundrei

În locurile în care energia și resursele sunt rare, organismele trebuie să găsească modalități de a concura sau de a conserva energia pentru a supraviețui. Energia dintr-un ecosistem există în mai multe forme, inclusiv energia termică și luminoasă de la soare; energia chimică din molecule, cum ar fi zaharurile, grăsimile, proteinele și carbohidrații; căldură degajată de organisme în timpul metabolismului și pierdută în mediul înconjurător; și energia cinetică sau de mișcare. Conservarea energiei într-un ecosistem poate implica o varietate de strategii din partea organismelor, inclusiv minimizarea pierderii de căldură, stocarea energiei chimice, maximizarea colectării de energie solară și restricționarea circulaţie.

Tundra arctică se află în regiuni chiar la sud de polul nord și la nord de taiga sau pădurile boreale, în cea mai mare parte între latitudinile de 55 și 70 de grade nord. Unele locuri asemănătoare tundrei există și lângă Antarctica, deși sunt întotdeauna acoperite cu zăpadă sau gheață și nu sunt tundre adevărate. Datorită înclinării Pământului, soarele se află jos la orizont, iar razele sale trebuie să călătorească prin mai multe atmosfere înainte de a ajunge la tundră, reducând energia solară totală. Verile din tundra arctică sunt scurte - doar 50 până la 60 de zile - dar în jurul solstițiului, soarele strălucește 24 de ore sau aproape 24 de ore pe zi. În acel moment, tundra poate primi la fel de multă energie solară ca unele zone tropicale. Iarna se prelungește totuși și întuneric, iar zilele trec aproape fără soare sau soarele răsare chiar deasupra orizontului pentru câteva ore.

Datorită radiației solare și a geografiei reduse, tundra este extrem de rece iarna (în medie -30 grade F) și tinde să fie relativ rece (37 până la 54 grade F) vara. Precipitațiile sunt scăzute - doar 4 până la 10 inci pe an - și de obicei cad ca zăpada sau gheața. Un substrat de sol înghețat permanent numit permafrost face ca drenajul să fie slab și temperaturile reci să fie lente evaporare și descompunere, atât de multă energie disponibilă și substanțe nutritive din tundră există în organice moarte contează. În timpul dezghețurilor de vară, apar mlaștini și o abundență de plante înflorite, roiuri de insecte și milioane de păsări profită de perioada trecătoare de căldură pentru a face provizii de hrană. Înainte de întoarcerea iernii, unele păsări și mamifere migrează spre sud, dar altele rămân să suporte întunericul și temperaturile înghețate.

Plantele de tundră și alte vegetații au o serie de adaptări la frig, vânt și energie solară scăzută. Au tendința de a fi mici și de a scădea pentru a obține căldură de la sol, cum ar fi licheni și mușchi; au o culoare închisă - uneori roșie - pentru a absorbi mai bine lumina soarelui; își concentrează o mare parte din biomasă și depozitarea alimentelor în rădăcini subterane, unde este mai cald; pot fotosinteza sau valorifica energia soarelui, la temperaturi scăzute și lumină scăzută; unele, inclusiv salcia arctică, au frunze acoperite cu „păr” pentru a prinde în căldură; și pot crește în aglomerări sau covorașe pentru a se proteja de vânt și frig, cum ar fi saxifrage cu smocuri. Majoritatea plantelor de tundră sunt perene în loc de anuale, păstrându-și frunzele peste iarnă pentru a economisi energie; iar unele au flori în formă de farfurie care urmează calea soarelui, concentrând energia solară. Plantele de tundră accelerează, de asemenea, procesul de reproducere prin înmugurire sau împărțire în loc de reproducere sexuală, ceea ce ar implica o producție de semințe care consumă mai mult timp și energie. În plus, zăpada tundrei ajută la izolarea plantelor de frig și vânt.

Multe animale din tundră conservă energia termică prin forma corpului lor. Lemmingii și urșii, de exemplu, sunt scurți și îndesați, cu cozi scurte, urechi și membre; un raport redus suprafață-volum înseamnă că mai puțină căldură scapă din corp. Mamiferele tundrei și unele păsări au, de asemenea, blană sau pene groase, straturi multiple de blană, haine sau pene impermeabile și / sau pene sau blană pe partea inferioară a picioarelor pentru a se încălzi. Vulpea arctică își înfășoară coada stufoasă în jurul său ca o pătură când doarme, iar urșii grizzly și polari au strat gros de grăsime sau grăsime sub piele, pe care lucrează din greu pentru a-l acumula prin înghițire în timpul scurtului veri. Multe animale de tundră sunt de culoare închisă pentru a absorbi energia soarelui, deși unele devin albe iarna pentru a se sustrage mai bine prădătorilor. Interesant este că blana și pielea ursului polar nu sunt de fapt albe. Blana - care este goală și izolează bine - este limpede, reflectând lumina albă, dar permițând în majoritatea razelor solare, care sunt absorbite de pielea neagră. În timpul iernii, urșii grizzly și veverițele solare arctice conservă energia rămânând latente în adăposturi până la șase până la opt luni, cariboul metabolismul, boii de mosc își limitează activitatea, iar țânțarii înlocuiesc fluidele din corpul lor cu un tip natural de antigel numit glicerol pentru a nu congelare.